EP1628024A2 - Langzeit-Schmiersystem bei einem Lager für eine Welle - Google Patents

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EP1628024A2
EP1628024A2 EP05016037A EP05016037A EP1628024A2 EP 1628024 A2 EP1628024 A2 EP 1628024A2 EP 05016037 A EP05016037 A EP 05016037A EP 05016037 A EP05016037 A EP 05016037A EP 1628024 A2 EP1628024 A2 EP 1628024A2
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bearing
shaft
long
lubrication system
term lubrication
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EP05016037A
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Herbert Bernhard
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KHS GmbH
KHS Maschinen und Anlagenbau AG
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    • F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/66—Special parts or details in view of lubrication
    • F16C33/6603—Special parts or details in view of lubrication with grease as lubricant
    • F16C33/6622—Details of supply and/or removal of the grease, e.g. purging grease
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    • F16C33/6607—Retaining the grease in or near the bearing
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16N—LUBRICATING
    • F16N2210/00—Applications
    • F16N2210/14—Bearings

Definitions

  • the invention relates to a long-term lubrication system according to the preamble of claim 1.
  • a "machine for processing and / or processing bottles or similar containers” is generally understood to mean a machine which, for example, is used in the food and / or beverage industry for cleaning, filling, checking, closing, labeling of bottles or other containers, and for packaging and emptying containers. Such machines are then in particular cleaning machines, rinsers, fillers, inspectors, cappers, packers and unpackers, etc.
  • the object of the invention is to show a long-term lubrication system, which ensures a reliable long-term lubrication of at least one bearing of the respective bearing assembly with a low design cost.
  • 1 generally designates the machine for processing and / or processing bottles or similar containers, for example the machine frame of a labeling machine, a filler, a capper, an inspector, etc.
  • a bearing arrangement 4 with a long-term lubrication system rotatably supports a shaft 5 oriented with its axis in the vertical direction.
  • the shaft 5 is provided at its lower, from the bearing assembly 4 projecting end with a, for example, to drive the shaft 5 serving gear 6.
  • a further functional element in the illustrated embodiment, a disc. 7
  • the bearing assembly 4 includes, inter alia, a shaft surrounding the outer bearing sleeve 8, which extends over a large part of the length of the shaft 5 in the illustrated embodiment.
  • a ring 10 is fastened by means of a plurality of screws 9 oriented with their axes parallel to the axis of the shaft 5, through which the shaft 5 passes.
  • the bearing 11 is designed for example as a radial and thrust bearing and formed in the illustrated embodiment of a suitable ball bearing.
  • the shaft 5 is mounted in a bearing 12, which is also arranged in the bearing sleeve 8 and executed in the illustrated embodiment as a sliding bearing.
  • the space or annular gap 13 formed between the shaft 5 and the inner surface of the bearing sleeve is sealed at the lower end of the bearing assembly 4 or the bearing sleeve 8 by a seal 14 and at the upper end of the bearing assembly 4 and the bearing sleeve 8 by a seal 15 ,
  • an outer bearing receptacle 16 is provided at the top of this frame member 2, in which the bearing sleeve 8 is inserted with a part of its lower length and in which the bearing sleeve 8 by screwing (screws 17 ) is anchored so that it projects with a portion of its length over the bearing seat 16 upwards.
  • the bearing receptacle 16 is held with screws 18 on the frame member 2.
  • a lubricant channel 19 is provided which extends with a portion 19.1 in the bearing sleeve 8 and a portion 19.2 in the ring 10.
  • the section 19.1 is formed by a bore which is oriented with its longitudinal extent parallel to the axis of the shaft 5.
  • the lower end of the section 19.1 merges into the section 19.2, which is provided in the ring 10 and in turn opens into the annular gap 13 below the bearing 11.
  • the section 19.2 is formed by a radial and an opening into this axial bore, wherein the radial bore is closed at its outer end in the illustrated embodiment by the voltage applied to the outer surface of the ring 10 inner surface of the bearing seat 16.
  • the channel 19 terminates at its end remote from the ring 10 at a lubricating nipple 20, which is freely accessible on the portion of the bearing sleeve 8 protruding from the bearing receptacle 16.
  • a radial channel 21 is provided in the bearing sleeve 8, which opens on the one hand in the annular gap 13 and on the other hand on the outer surface of the bearing sleeve 8 and there by a removable in the embodiment shown by a screw Closure element 22 is closed.
  • the filling with the lubricant takes place with the channel 21 open via the grease nipple 20, for example with a suitable lubricant or grease gun.
  • the lubricant is supplied in such amount from below into the storage space formed by the annular gap 13 until it exits at the open channel 21 and thus completely with all the space formed by the channels 19, 20, 21 and the annular gap 13 Lubricant is filled.
  • the recorded in the annular gap 13 lubricant reservoir then suffices for a reliable Lubricating the bearings 11 and 12 over a long period of operation, for example over an operating period of one year or longer.
  • the stock of lubricant is then checked in a given time cycle.
  • the shaft 5 Since the shaft 5 is oriented with its axis in the vertical direction, the filling of the annular space 13 with the lubricant (grease) via the channel 19 from bottom to top in such a way that the lubricant in the annular channel 13, the shaft 5 on its entire circumference uniformly rising upward and in this case the air present in the annular channel 13 exits through the open channel 21. Since the annular channel 13 extends over a majority of the shaft 5, the length of this annular channel is also greater by a multiple than the diameter of the shaft 5, for example by a factor of 6 to 8.

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Abstract

Eine Lageranordnung (4) mit Langzeit-Schmiersystem für die Welle (5) einer Maschine zum Be- und/oder Verarbeiten von Flaschen oder dergleichen Behälter, mit einer die Welle auf wenigstens einer Teillänge umschließenden Lagerhülse (8) und mit wenigstens einem Lager (11,12) in einem zwischen der Welle und einer Innenfläche der Lagerhülse gebildeten Lagerinnenraum (13), der durch wenigstens zwei in Achsrichtung der Welle gegeneinander versetzte Dichtungen (14,15) verschlossen ist und zur Aufnahme eines Schmiermittels dient, ist gekennzeichnet durch wenigstens einen ersten Kanal (19) zum Zuführen des Schmiermittels, der an einem zwischen dem wenigstens einen Lager (11) und einer ersten Dichtung (14) gebildeten Abschnitt des Lagerinnenraums (13) mündet, sowie durch Mittel (21,22) an einem zwischen dem wenigstens einen Lager (12) und der zweiten Dichtung (15) gebildeten Abschnitt des Lagerinnenraums (13) zum Entlüften dieses Raumes.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Langzeit-Schmiersystem gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1.
  • Speziell auch bei Maschinen, welche zum Be- und/oder Verarbeiten von Flaschen oder dergleichen Behälter z.B. in der Getränkeindustrie verwendet werden, ist es erforderlich, vorhandene Lager ausreichend zu schmieren, d.h. ausreichend mit einem geeignetem Schmiermittel (Fett) zu versorgen. Nur durch eine zuverlässige Schmierung können größere Schäden oder gar Maschinenausfälle sicher vermieden werden.
  • Diese Versorgung kann entweder manuell, oder aber automatisch durch eine zentrale Schmieranlage erfolgen, wobei derartige Schmieranlagen durch die notwendigen Verteiler, Kontrollelemente, Schmierleitungen usw. aufwendig und teuer sind. Hinzu kommt, dass sich durch überschüssiges, austretendes Schmiermittel vielfach Verunreinigungen nicht vermeiden lassen, was in vielen Anwendungsbereichen nicht erwünscht, teilweise sogar verboten ist. Dieses Problem läßt sich zwar durch eine Fettrückführung beheben, allerdings mit dem weiteren Nachteil eines zusätzliche Kosten verursachenden konstruktiven Aufwandes.
  • Unter einer "Maschine zum Be- und/oder Verarbeiten von Flaschen oder dergleichen Behälter" ist im Sinne der Erfindung ganz allgemein eine Maschine zu verstehen, die z.B. in Betrieben der Nahrungs- und/oder Getränkeindustrie zum Reinigen, Füllen, Kontrollieren, Verschließen, Etikettieren von Flaschen oder anderen Behältern sowie zum Verpackung und Entleeren von Behältern verwendet wird. Derartige Maschinen sind dann insbesondere Reinigungsmaschinen, Rinser, Füller, Inspektoren, Verschließer, Packer und Entpacker usw.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Langzeit-Schmiersystem aufzuzeigen, welches bei einem geringen konstruktiven Aufwand ein zuverlässiges Langzeit-Schmieren des wenigstens einen Lagers der jeweiligen Lageranordnung gewährleistet.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Langzeit-Schmiersystem entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figur, die in vereinfachter Darstellung und teilweise im Schnitt ein Langzeit-Schmiersystem bzw. die Lagerung einer Welle einer Maschine zum Be- und/oder Verarbeiten von Flaschen oder dergleichen Behälter zeigt, näher erläutert.
  • In der Figur ist mit 1 allgemein der Maschine zum Be- und/oder Verarbeiten von Flaschen oder dergleichen Behälter bezeichnet, beispielsweise der Maschinenrahmen einer Etikettiermaschine, eines Füllers, eines Verschließers, eines Inspektors usw. An diesem Maschinenrahmen 1, von dem der einfacheren Darstellung wegen im wesentlichen nur ein horizontales, unteres Rahmenelement 2 und ein Standfuß 3 wiedergegeben sind, ist in einer Lageranordnung 4 mit Langzeit-Schmiersystem eine mit ihrer Achse in vertikaler Richtung orientierte Welle 5 drehbar gelagert. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Welle 5 an ihrem unteren, aus der Lageranordnung 4 vorstehenden Ende mit einem beispielsweise zum Antrieb der Welle 5 dienenden Zahnrad 6 versehen. An dem oberen, ebenfalls aus der Lageranordnung 4 vorstehenden Ende ist auf der Welle 5 ein weiteres Funktionselement befestigt, und zwar bei der dargestellten Ausführungsform eine Scheibe 7.
  • Die Lageranordnung 4 umfasst u.a. eine die Welle umschließende äußere Lagerhülse 8, die sich bei der dargestellten Ausführungsform über einen Großteil der Länge der Welle 5 erstreckt. Am unteren Ende der Lagerhülse 8 ist mit Hilfe von mehreren, mit ihren Achsen jeweils parallel zur Achse der Welle 5 orientierten Schrauben 9 ein Ring 10 befestigt, durch den die Welle 5 hindurchreicht. Mit dem Ring 10 ist ein unteres Lager 11 in einer entsprechenden Erweiterung des Innenraumes der Lagerhülse 8 gehalten. Das Lager 11 ist beispielsweise als Radial- und Axiallager ausgeführt und bei der dargestellten Ausführungsform von einem geeigneten Kugellager gebildet.
  • Im oberen Bereich der Lagerhülse 8 ist die Welle 5 in einem Lager 12 gelagert, welches ebenfalls in der Lagerhülse 8 angeordnet und bei der dargestellten Ausführungsform als Gleitlager ausgeführt ist. Der zwischen der Welle 5 und der Innenfläche der Lagerhülse gebildete Raum bzw. Ringspalt 13 ist am unteren Ende der Lageranordnung 4 bzw. der Lagerhülse 8 durch eine Dichtung 14 und am oberen Ende der Lageranordnung 4 bzw. der Lagerhülse 8 durch eine Dichtung 15 dicht verschlossen.
  • Zur Befestigung der Lagerhülse 8 an dem Maschinenrahmen 1 bzw. dem Rahmenelement 2 ist an der Oberseite dieses Rahmenelementes 2 eine äußere Lageraufnahme 16 vorgesehen, in die die Lagerhülse 8 mit einem Teil ihrer unteren Länge eingesetzt und in der die Lagerhülse 8 durch Verschrauben (Schrauben 17) derart verankert ist, dass sie mit einem Teil ihrer Länge über die Lageraufnahme 16 nach oben vorsteht. Die Lageraufnahme 16 ist mit Schrauben 18 am Rahmenelement 2 gehalten.
  • Bei der dargestellten Ausführungsform stützt sich die beispielsweise ebenfalls mit den Schrauben 9 gehaltene Dichtung 14 auch gegen die der Lageranordnung 4 zugewandte Stirnseite des Zahnrades 6 bzw. des nabenartigen Zahnradträgers 6.1 ab.
  • Für eine Versorgung beider Lager 11 und 12 mit nach Menge und Qualität ausreichendem Schmiermittel (z.B. Schmierfett) und für eine Langzeit-Schmierung bildet der Ringspalt 13 insbesondere mit einem Abschnitt 13.1 oberhalb des Lagers 11 sowie auch mit einem Abschnitt 13.2 oberhalb des Lagers 12 jeweils einen Vorratsraum zur Aufnahme eines Vorrats an Schmiermittel. Um für den Abschnitt 13.2 ein ausreichendes Volumen zu erreichen, weist dort die Lagerhülse 8 einen etwas vergrößerten Innendurchmesser bzw. Querschnitt auf.
  • Zum Zuführen des pastösen Schmiermittels in den von dem Ringspalt 13 gebildeten Vorratsraum ist ein Schmiermittelkanal 19 vorgesehen, der mit einem Abschnitt 19.1 in der Lagerhülse 8 und mit einem Abschnitt 19.2 im Ring 10 verläuft. Der Abschnitt 19.1 ist von einer Bohrung gebildet, die mit ihrer Längserstreckung parallel zur Achse der Welle 5 orientiert ist. Das untere Ende des Abschnittes 19.1 geht in den Abschnitt 19.2 über, der im Ring 10 vorgesehen ist und seinerseits in den Ringspalt 13 unterhalb des Lagers 11 mündet. Der Abschnitt 19.2 ist durch eine radiale und eine in diese mündende axiale Bohrung gebildet, wobei die radiale Bohrung an ihren außenliegenden Ende bei der dargestellten Ausführungsform durch die gegen die Außenfläche des Ringes 10 anliegende Innenfläche der Lageraufnahme 16 verschlossen ist.
  • Der Kanal 19 endet an seiner dem Ring 10 entfernt liegenden Ende an einem Schmiernippel 20, der sich frei zugänglich an dem aus der Lageraufnahme 16 vorstehenden Abschnitt der Lagerhülse 8 befindet.
  • Am oberen Ende des Ringspaltes 13 bzw. des Abschnittes 13.2 ist in der Lagerhülse 8 ein radialer Kanal 21 vorgesehen, der einerseits in den Ringspalt 13 und andererseits an der Außenfläche der Lagerhülse 8 mündet und dort durch ein bei der dargestellten Ausführungsform von einer Schraube gebildetes abnehmbares Verschlusselement 22 verschlossen ist.
  • Das Befüllen mit dem Schmiermittel (Schmierfett) erfolgt bei geöffnetem Kanal 21 über den Schmiernippel 20 beispielsweise mit einer geeigneten Schmiermittel- oder Fettpresse. Über den Kanal 19 wird das Schmiermittel in solcher Menge von unten her in den vom Ringspalt 13 gebildeten Vorratsraum zugeführt, bis es an dem geöffneten Kanal 21 austritt und somit der gesamte von den Kanälen 19, 20, 21 und dem Ringspalt 13 gebildete Raum vollständig mit Schmiermittel gefüllt ist. Der im Ringspalt 13 aufgenommene Schmiermittelvorrat reicht dann für ein zuverlässiges Schmieren der Lager 11 und 12 über eine lange Betriebszeit, beispielsweise über eine Betriebszeit von einem Jahr oder länger aus. In einem vorgegebenen zeitlichen Turnus wird dann der Vorrat an Schmiermittel geprüft. Eventuell fehlendes Schmiermittel über den Schmiernippel 21 bei wiederum geöffnetem Kanal 21 nachgefüllt. Das beim ersten Befüllen der Lageranordnung 4 mit Schmiermittel, aber auch beim Ergänzen des Schmiermittels am geöffneten Kanal 21 austretende Schmiermittel kann problemlos gesammelt werden.
  • Da die Welle 5 mit ihrer Achse in vertikaler Richtung orientiert ist, erfolgt das Befüllen des Ringraumes 13 mit dem Schmiermittel (Schmierfett) über den Kanal 19 von unten nach oben in der Weise, dass das Schmiermittel im Ringkanal 13 die Welle 5 an ihrem gesamten Umfang gleichmäßig umschließend nach oben ansteigt und hierbei die im Ringkanal 13 vorhandene Luft über den geöffneten Kanal 21 austritt. Da sich der Ringkanal 13 über einen Großteil der Welle 5 erstreckt, ist die Länge dieses Ringkanals auch um ein Vielfaches größer als der Durchmesser der Welle 5, beispielsweise um den Faktor 6 bis 8.
  • Die Erfindung wurde vorstehend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben. Es versteht sich, dass zahlreiche Änderungen sowie Ergänzungen möglich sind, ohne das dadurch der der Erfindung zugrundeliegende Erfindungsgedanke verlassen wird.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Maschinenrahmen
    2
    Rahmenelement
    3
    Standfuß
    4
    Lageranordnung
    5
    Welle
    6
    Zahnrad
    7
    Scheibe
    8
    Lagerhülse
    9
    Schraube
    10
    Ring
    11, 12
    Lager
    13
    Ringspalt
    13.1, 13.2
    Abschnitt des Ringspaltes
    14,15
    Dichtung
    16
    Lageraufnahme
    17, 18
    Schraube
    19
    Schmiermittel- oder Fettkanal
    19.1, 19.2
    Abschnitt des Schmiermittel- oder Fettkanals
    20
    Schmiernippel
    21
    Kanal
    22
    Verschlusselement

Claims (15)

  1. Langzeit-Schmiersystem bei einer Lageranordnung (4) für eine Welle (5) einer Maschine zum Be- und/oder Verarbeiten von Flaschen oder dergleichen Behälter, mit einer die Welle (5) auf wenigstens einer Teillänge umschließenden Lagerhülse (8), mit wenigstens einem Lager (11, 12) in einem zwischen der Welle (5) und einer Innenfläche der Lagerhülse (8) gebildeten Lagerinnenraum (13), der durch wenigstens zwei in Achsrichtung der Welle gegeneinander versetzte Dichtungen (14, 15) verschlossen ist und zur Aufnahme eines Schmiermittels, beispielsweise zur Aufnahme von Schmierfett für das wenigstens eine Lager (11, 12) dient, gekennzeichnet
    durch wenigstens einen ersten Kanal (19) zum Zuführen des Schmiermittels, der im Bereich des wenigstens einen Lagers (11) mündet, und
    durch Mittel (21, 22) an einem zwischen dem wenigstens einen Lager (11, 12) und einer Dichtung (15) gebildeten Abschnitt des Lagerinnenraum (13) zum Entlüften dieses Raumes.
  2. Langzeit-Schmiersystem nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine erste Kanal (19) an einem zwischen dem wenigstens einen Lager (11) und einer ersten Dichtung (14) gebildeten Abschnitt des Lagerinnenraum (13) mündet.
  3. Langzeit-Schmiersystem nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch wenigstens zwei in Achsrichtung der Welle (5) gegeneinander versetzte Lager (11, 12) in der Lagerhülse (8) bzw. in dem Lagerinnenraum (13).
  4. Langzeit-Schmiersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine erste Kanal (19) in den Lagerinnenraum (13) an einem Abschnitt zwischen der ersten Dichtung (14) und dem auf diese Dichtung in Achsrichtung der Welle folgenden Lager (11) mündet, und dass die Mittel zum Entlüften zwischen der zweiten Dichtung (15) und dem in Achsrichtung der Welle (5) auf diese Dichtung folgenden Lager (12) vorgesehen sind.
  5. Langzeit-Schmiersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Entlüften von wenigstens einem verschließbaren zweiten Kanal (21) gebildet sind.
  6. Langzeit-Schmiersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Entlüften auf einen Niveau vorgesehen sind, welches sich in vertikaler Richtung oberhalb desjenigen Niveaus befindet, an dem der wenigstens eine erste Kanal (19) in den Lagerinnenraum (13) mündet.
  7. Langzeit-Schmiersystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (5) mit ihrer Achse in vertikaler Richtung orientiert ist, und dass der erste Kanal (19) unterhalb des wenigstens einen Lagers (11) in den Lagerinnenraum (13) mündet.
  8. Langzeit-Schmiersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der wenigstens eine erste Kanal (19) mit einem Teilabschnitt (19.1) in der Lagerhülse (8), vorzugsweise in Richtung der Achse der Welle (5) erstreckt.
  9. Langzeit-Schmiersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Haltering (10) zum Halten des wenigstens einen Lagers (11), wobei sich der wenigstens eine erste Kanal (19) zumindest mit einem Teilabschnitt (19.2) in diesem Ring erstreckt und an einer die Welle (5) umschließenden Ringinnenfläche in den Lagerinnenraum (13) mündet.
  10. Langzeit-Schmiersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine erste Kanal (19) an der Außenfläche der Lageranordnung (4) oder der Lagerhülse (8) an einer Schmiermittel- oder Befüllöffnung (20) mündet.
  11. Langzeit-Schmiersystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmiermittel- oder Befüllöffnung (20) von einem Schmiernippel (20) gebildet ist.
  12. Langzeit-Schmiersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Maschinenrahmen (1) eine die Lagerhülse (8) auf einer Teillänge aufnehmende Lageraufnahme (16) vorgesehen ist, und dass die Schmiermittel- oder Befüllöffnung (20) sich an einem aus der Lageraufnahme (16) vorstehenden Abschnitt der Lagerhülse (8) befindet.
  13. Langzeit-Schmiersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Lagerinnenraum (13) über einen Großteil der Länge der Welle (5) erstreckt, beispielsweise wenigstens 60% der Gesamtlänge der Welle (5).
  14. Langzeit-Schmiersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Lagerinnenraum (13) in Achsrichtung der Welle (5) über eine Länge erstreckt, die um ein Vielfaches größer ist als der Durchmesser der Welle (5), beispielsweise wenigstens um den Faktor 6 bis 8 größer ist als der Durchmesser der Welle (5).
  15. Langzeit-Schmiersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerinnenraum (13) ein Ringraum ist.
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